發(fā)布時(shí)間：2020-12-19 14:50

　　無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)被稱(chēng)為本世紀(jì)極具影響的21項(xiàng)技術(shù)之一,屬于計(jì)算機(jī)、通信和數(shù)學(xué)等多個(gè)學(xué)科的交叉性前沿領(lǐng)域。它是一種由布置在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的多個(gè)具有一定功能的傳感器節(jié)點(diǎn)通過(guò)數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)傳輸?shù)确绞剿纬傻淖越M織數(shù)據(jù)處理網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)中傳感器節(jié)點(diǎn)的密集部署,可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的收集量化、數(shù)據(jù)聚合和數(shù)據(jù)傳輸操作。無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)作為一種現(xiàn)代智能網(wǎng)絡(luò),已被廣泛應(yīng)用于軍事、物聯(lián)網(wǎng)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、現(xiàn)代交通(如近兩年的共享單車(chē)等)、便捷快遞、現(xiàn)代醫(yī)療、工業(yè)、空間探索等多個(gè)領(lǐng)域,發(fā)展前景十分廣闊。本文主要研究無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)傳輸路徑的魯棒優(yōu)化算法、異構(gòu)無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)以及基站節(jié)點(diǎn)對(duì)于目標(biāo)的三維定位算法,主要成果如下:1.由于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)傳輸容易受到外部不穩(wěn)定因素的影響,尤其是惡意節(jié)點(diǎn)的攻擊,在構(gòu)建無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋾r(shí),首先盡可能將這些節(jié)點(diǎn)檢測(cè)出來(lái)并剔除出去,然后對(duì)惡意節(jié)點(diǎn)剔除出去之后的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行拓?fù)錁?gòu)建。在拓?fù)錁?gòu)建時(shí)將蟻群最優(yōu)路徑選擇方法應(yīng)用到無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)路徑選擇中去,其中在建立節(jié)點(diǎn)路徑選擇概率公式時(shí),綜合考慮了節(jié)點(diǎn)的剩余能量、節(jié)點(diǎn)距離、數(shù)據(jù)冗余以及鏈路安全等因素,最后給出了一種智能、安全、高效... 

【文章來(lái)源】：西安電子科技大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：108 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

域內(nèi)存在很多個(gè)功能相同的傳感器節(jié)點(diǎn)，這樣就很容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)冗余，所以節(jié)點(diǎn)需要對(duì)數(shù)據(jù)提前進(jìn)行處理，處理分析后的數(shù)據(jù)結(jié)果最后通過(guò)無(wú)線(xiàn)基站等通訊設(shè)備傳輸?shù)竭_(dá)使用方，使用方可提前根據(jù)實(shí)際的需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行拓?fù)淇刂埔约皵?shù)據(jù)的收集傳輸。傳感器節(jié)點(diǎn)一般具有數(shù)據(jù)的收集、數(shù)據(jù)聚合、數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ躘16,17]，傳感器節(jié)點(diǎn)包括源節(jié)點(diǎn)以及中繼數(shù)據(jù)傳輸節(jié)點(diǎn)，源節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)收集數(shù)據(jù)，中繼節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)傳輸數(shù)據(jù)。由于傳感器節(jié)點(diǎn)密集部署成本、體積以及部署的區(qū)域復(fù)雜的環(huán)境所限制，節(jié)點(diǎn)的功能很多時(shí)候是很受限的，比如節(jié)點(diǎn)的能量是由不可供電的電池供應(yīng)、計(jì)算存儲(chǔ)能力都很有限，它的功率受到能耗的影響也是有限的。在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中有一個(gè)功能強(qiáng)大的節(jié)點(diǎn)，不同于其他普通節(jié)點(diǎn)，計(jì)算能力、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量、通訊能力都是很強(qiáng)的，這個(gè)節(jié)點(diǎn)是Sink （匯聚）節(jié)點(diǎn)。Sink 節(jié)點(diǎn)的主要功能是收集網(wǎng)絡(luò)中所布置的節(jié)點(diǎn)傳輸過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)而最終分析并將結(jié)果給使用方，在收集數(shù)據(jù)之前，Sink 節(jié)點(diǎn)首先需要將任務(wù)布置給網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點(diǎn)。（2）傳感器節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)

西安電子科技大學(xué)博士學(xué)位論文節(jié)點(diǎn)一般都具有有限的初始能量。傳輸數(shù)據(jù)越遠(yuǎn)所需要的發(fā)射功率的能量越多。傳感器節(jié)點(diǎn)是周期性的收集數(shù)據(jù)，它有兩種狀態(tài)：工態(tài)，在睡眠狀態(tài)，由于通信模塊被關(guān)閉，此時(shí)能耗最少，因此，在法模型的建立階段，為了消耗更少的能量使得網(wǎng)絡(luò)生命周期最大化盡可能多的讓節(jié)點(diǎn)處于睡眠狀態(tài)。在節(jié)點(diǎn)處于工作狀態(tài)時(shí)，消耗能以在路由算法設(shè)計(jì)時(shí)，主要優(yōu)化的是此部分。而這兩種狀態(tài)的切換響也很大，網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)采集是周期性的，所以算法協(xié)議構(gòu)建時(shí)需兩個(gè)狀態(tài)時(shí)間盡量能吻合數(shù)據(jù)采集的周期。）無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧傳感器網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議棧是研究者們結(jié)合它的特點(diǎn)以及應(yīng)用在傳統(tǒng)開(kāi)型的基礎(chǔ)上構(gòu)造出來(lái)的[13]。如圖 1.3 所示，其主要包括網(wǎng)絡(luò)管理平信協(xié)議以及應(yīng)用支撐平臺(tái)三大部分，這三大部分是相互協(xié)作工作的也是基于協(xié)議棧中的所有因素展開(kāi)的。

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